ja Internet - University of HelsinkiKaapeloitu(guided media) kuparijohto, optinen kuitu,...

Tietoliikenteen perusteet /2010 1

Tietoliikenteen perusteet

Tietokoneverkotja

InternetKurose, Ross: Ch 1


SisältöäInternetVerkon reunalla:

asiakkaat ja palvelimet,yhteydetön ja yhteydellinen palvelu

Verkon sisälläPiirikytkentäinen, pakettikytkentäinen verkkoDatasähkeverkko, virtuaalipiiriverkko

Pääsy Internetiin, fyysinen mediaViivytykset ja katoamiset siirrossa

Mitä viipeitä? Miksi dataa katoaaProtokolla ja protokollapino

KerrosarkkitehtuuriInternet-protokollapino: kerrokset ja sanomat

Internetin uhista

Oppimistavoitteet:-Perusterminologiaa tutuksi-Yleiskuva Internetistä

- rakenne- toiminnallisuus

-Internetin protokollapino jasen eri kerrosten tehtävät



Internet

Osittaisia kuvia Internetistä:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d2/Internet_map_1024.jpg

http://www.cheswick.com/ches/map/gallery/isp-ss.gif


R

R

R

R

R

R

R

Verkon komponentteja

R

reititin

palvelin

Isäntäkone (host)

linkki

Protokolla, standardi, RFC (Request For Comments)


Internetin rakenneosatMiljoonia koneita

isäntäkoneita (host, end system)

- työasemia (workstation), palvelinkoneita (server)

- mobiililaitteita, erilaisia tunnistimia, kameroita, autoja, ….

- Suorittavat hajautettuja sovelluksiaPakettikytkimiä: siirtävät dataa paketteina eli pieninälohkoina (reititin (router), linkkitason kytkin (link-level switch))

- Välittävät sovellusten sanomia koneiden välilläTietoliikennelinkkejä

erilaisia siirtomedioita- Optinen kuitu, kuparijohto, koaksiaalikaapeli,

elektromagneettiset aallot (radio, infrapuna, satelliitti)- Siirtonopeus (transmission rate) bittiä sekunnissa (bps)


Internet = verkkojen verkko (löyhää hierarkiaa)

Lähiverkkoja (LAN, Local

Area Network) yhdistettyreitittimien välityksellä

Internet-palveluntarjoaja


Internet:

1969: 4 konetta (ARPAnet)1972: 30 konetta, sähköposti1979: 200 konetta1985: 2000 konetta (1983: TCP/IP )1989: 160 000 konetta (1989-91: Web)1995: 6 miljoonaa konetta1998: 37 miljoonaa konetta2002: 162 miljoonaa konetta2003: 233 miljoonaa konetta2006: 450 miljoonaa konetta2008: 1464 miljoonaa käyttäjää

yli 20% maailman väestöstä

73,6 % Pohjois-Amerikassa;

5,3 % Afrikassa

http://www.internetworldstats.com/stats.htm


InternetJulkinen Internet vs. rajattu intranet ja extranetPäästä-päähän suunnittelumalli: tila ja toiminnot reunoillaSovellukset voivat lähettää sanomia verkon välityksellä toisilleen

yhteydellinen (connection-oriented) palvelu / yhteydetön(connectionless) palvelu

- Yhteydellinen: Yhteyden muodostus – yhteyden käyttö – yhteyden

purku (~puhelu)

- Yhteydetön: yhteyden käyttö (~posti)

luotettava (reliable) (= pyrkii estämään, havaitsemaan ja paikkaamaan

virheet) / epäluotettava (unreliable) (= ’hälläväliä’)

Internetissä: yhteydellinen = luotettava, yhteydetön = epäluotettavaTCP-protokolla => yhteydellinen ja luotettava

UDP-protokolla =>yhteydetön ja epäluotettava



Verkon reunoilla,päästä päähän

(network edge)


Verkon reunoilla

Isäntäkoneetsuorittavat hajautettuja sovelluksia(sähköposti, verkkosamoilu,Messenger,…)ovat verkon reunallaAsiakas/palvelija-mallipyyntö-vastaus-protokollawww-selain / www-palvelin, postisovellus / postipalvelija, ….Vertaistoimijamalli (peer-to-peer, P2P)isäntäkone sekä asiakkaana että palvelijanaNapster, Gnutella, KaZaA (FastTrack), EDonkey, eMule,BitTorrent, Mute, …Internet-puhelin: Skype


Asiakas-palvelija-malli

verkko

palvelijaprosessiwww-palvelija

asiakasprosessiwww-selain

pyyntö

vastaus

sanomien reititys verkossa

”always on”

Oikea kone, oikea prosessi


Palvelu vs. protokollaPalvelu: joukko toimintoja, jotka ovat käytettävissä

Internetin kuljetuspalvelu, API = miten ohjelma pääsee käyttämään

Internetin infrastruktuurin palveluja

~ postin kuljetuspalvelu: kirje postilaatikkoon

Protokolla: säännöt, jotka määräävät, miten sanomia vaihdetaanpalvelun toteuttamiseksi

Sanomien muoto, sanomien järjestys, ..

Päästä-päähän-protokolla (end-to-end) (sovelluksen prosessilta

toisen sovelluksen prosessille)

protokolla

palveluAPI



Verkon syövereissä,reititys

(network core)


Reitittimet, reititys

Miten sanoma kuljetetaan verkon läpilähettävältä koneelta vastaanottavalle koneelle?Verkkojen verkko,verkot on yhdistetty reitittimillä!

Piirikytkentä: varaa ensin linkit,joita pitkin kaikki data kulkee

Pakettikytkentä: kuljeta dataverkossa pieninä paketteina jareititä kukin paketti itsenäisesti


Piirikytkentä (circuit switching)

Varaa yhteydelle omat resurssit päästä-päähän kokoyhteyden ajaksi

Varataan puskurit, linjakapasiteetti

Yhteydenmuodostus (”call”)

Yhteydenpurku (”shutdown”)

Resurssit varattuna, vaikka niitä ei käytettäisiTakaa tasainen nopeuden

puhelinverkko

vrt: vesipisteiden yhdistäminenletkuilla ja veden valutus


Piirikytkentäinen verkko-ensin varataan resurssit yhteyttä varten-sitten koko datan siirto yhteyttä pitkin-vapautetaan resurssit

circuit


Piirikytkentä: kanavointi (multiplexing)

Linkille on limitetty usean yhteyden sanomia

Taajuusjako, FDM (frequency-division multiplexing)

linkin kaistanleveys (taajuudet) jaettu käyttäjien kesken

Aikajako, TDM (time-division multiplexing) jokainen saakäyttöönsä koko kaistanleveyden tietyn aikajakson ajaksi


Siirtonopeus, siirtoaika

Siirtonopeusmiten nopeasti dataa lähetetään (bittejä generoidaan) linjalleMontako bittiä per aikayksikkö lähetetäänbps = bittejä sekunnissa

Siirtoaikakauanko datamäärän lähettäminen linkille kestää(s.e. viimeinenkin bitti on lähetetty linkille)Esim. 10 Mb dataa ja siirtonopeus on 1 Mbs => siirtoaika =10 sekuntia


Kauanko kestää …

Kauanko kestää lähettää640 kbitin tiedosto

piirikytkentäistä verkkoa käyttäen, kunlinjan siirtonopeus on 1.536 Mbps

ja linjalla käytetään TDM:ää, jossa on24 aikaviipaletta

ja yhteyden muodostamiseen kuluu500 ms?

(eli 24 käyttäjää)


Ratkaistaan

Yhdelle yhteydelle on käytössä1.536 Mbps/24 = 64 kbps

joten siirtoon kuluu640 kb/64 kbps = 10 s

Kun yhteyspiirin muodostus vie0.5 s

niin aikaa kuluu yhteensä10.5 s.

Huom! Aika ei riipu välissä olevien linkkienlukumäärästä! (ei käsittelyviivettä)

R RR R R R


Pakettikytkentä (packet switching)Jaa data paketeiksi ja lähetä paketti kerrallaan verkkoonEi varata resursseja eikä siis reittiä etukäteen,

- Varaus tarvittaessa (on-demand)

- Tilastollinen kanavointi (Statistical multiplexing)

vaan jokainen paketti reititetään erikseen => paketit voivatkulkea eri reittejä lähettäjältä vastaanottajalleEtappivälitys (store and forward) = paketti vastaanotetaankokonaan ja vasta sitten lähetetään eteenpäinKoko linkin kapasiteetti siirrettävälle paketilleYhteenlaskettu siirtotarve voi ylittää lähtevän linjansiirtonopeuden

Paketti joutuu odottamaan vuoroaan reitittimen muistissa

Ruuhka (congestion) => jopa paketin häviäminen


Pakettikytkentä

Reititin vastaanottaa koko paketin ennenkuin lähettääsen seuraavan linkin yli (hop)

Reitittimessä taulukko => mihin linkkiin kukin kohdeosoite on ohjattava

- Reititysprotokollat laskevat parhaat reitit ja päivittävät taulukkoa

Paketin siirtoaika = L/R, L = paketin koko bitteinä

R = lähtölinkin siirtonopeus

Reitittimessä mahdollisesti jonotusviivettä (queuing delay)

paketti joutuu odottamaan, koska reititin lähettää linkille muita paketteja

reititinlähetysjono

Input queue Output queue


etappivälitteinen


Kauanko kestää…

Kauanko kestää lähettää

yksi 4 kb:n paketti

pakettikytkentäisessä verkossa, jossa

linkin siirtonopeus on 1 Mbps

ja paketti kulkee

5 linkin yli

R RR R R R


Ratkaistaan:

siirtoaika yhdellä linkillä on4 kb/1000 kb/s = 0.004 s = 4 ms

joten siirto 5 linkin yli5*4 ms = 20 ms

Jonotusviipeitä ei ole otettu huomioon


isäntäkonereititin

siirtoyhteys

Pakettivälitteinen tiedonsiirtoverkko

A SA

S

S

A S

paketti

S

AA


Etenemisviive (propagation delay)

Miten nopeasti bitit (signaalit) etenevätsiirtomediassa

mediasta riippuen noin 2/3 valonnopeudesta , jokaon ~300.000 km/s

- Tyhjiössä valonnopeus on 299.795.458 m/s.riippuu etäisyydestä ja hieman siirtomediasta

merkitystä etenkin satelliittilinkeillä, myös mannertenvälisissä yhteyksissä (esim. vahvistimet, signaalinheikkeneminen eri medioissa)Valonnopeus on kattonopeus kaikelleviestiliikenteelle


Tehokkuudesta

EsimerkkiKäyttäjät käyttävät yhteistä 1 Mbps linjaa.Kukin käyttäjä joko lähettää 100 kbpstai on kokonaan lähettämättä.

PiirikytkentäJokaiselle on varattava 100 kbps linjakapasiteettia,joten 1Mbps riittää 10 käyttäjälle!

Entä jos käyttäjiä onkin 35?

R… 1 Mbps


Tehokkuudesta (jatkuu)PakettikytkentäKäyttäjiä on 35 ja kukin lähettää 10 % ajasta ja on joutilaana90% ajasta.

Todennäköisyys, että samanaikaisesti lähettämässä >10, onpienempi kuin 0.0004!

Tn(aktiivisia lähettäjiä on yhtä aikaa <= 10) on 0.9996.

Nyt 1 Mbps linjakapasiteetti riittää hyvin 35:lle käyttäjälle.Erittäin harvoin joku joutuu odottamaan!Purskeinen käyttö on tyypillistä Internetissähae www-sivu, lue,..Haittapuolena on mahdollinen ruuhka jaepädeterministinen toiminta

tn (aktivisia >10) =

1- (S (35)(0.1)k(0.9)35-k)kk=0

10


Pakettikytkentä: Sanoma vs. paketit

Miksi ei lähetetä koko sanomaa kerralla?

SiirtovirheSanoma: koko virheellinen sanoma lähetettävä uudestaanPaketti: Vain yksi virheellinen paketti lähetettävä uudestaan

Yleisrasite (otsake, jossa mm. lähettäjän ja vastaanottajan osoitteet)

Sanoma: yksi otsake riittääPaketti: jokaisessa paketissa oma otsake

X

X


Sanoma vs. paketit (jatkuu)

Esim. Sanoman koko 400 kb, linkin nopeus 1 Mbps

Kun koko sanoma lähetetään 5 linkin yli, niin aikaakuluu

5 * 400 kb/1 Mbps = 5*0.4 Mbps/1 Mbps = 2 s = 2000 ms

Kun sanoma pilkotaan 4 kb:n paketeiksi, niin aikaa 100paketin välittämiseen kuluu

416 ms!!

R RR R R R


Miksi noin?Paketteja voi lähettää samanaikaisesti erilinkeilläetappivälitys (store-and-forward)

Koko sanoma (100 pakettia) siirretty 1. linkin yli400 Kb / 1Mbps = 400 ms

Kun viimeinen paketti on siirretty 1. linkin yli,lähes kaikki edeltävät paketit ovat jo perillä.Nyt vielä viimeinen paketti on siirrettävä 4 linkin yli4 * 4Kb/1 Mbps = 16 ms

400 ms + 16 ms = 416 ms


Pakettivälitys

Yhden paketinsiirto n linkinyli

siirto-aika

Paketti 1

Paketti 2

Paketti 3

Paketti 4

Paketti 5

Paketti 1

Paketti 2

Paketti 3

Paketti 4

Paketti 5

Paketti 1

Paketti 2

Paketti 3

Paketti 4

Paketti 5

R R R RRlinkki1 linkki 2 linkki 3

Sanoman siirtoaika, kun sanomassa on k pakettia ja linkkejä on n kappalettaa) k:n paketin siirto 1. linkin yli + viimeisen paketin siirto n-1 linkin yli.b) 1. paketin siirto n:n linkin yli + muiden k-1 paketin siirto yhden linkin li

Muidenpakettiensiirtoaika

Animaatio: http://wps.aw.com/aw_kurose_network_4/63/16303/4173752.cw/index.html

Kaikkienpakettiensiirtoyhdenlinkin yli

Viimeisensiirtomuidenlinkkien yli

Olkoon siirtoaika a:

a) ka+(n-1)a = (k+n-1)a

b) na +(k-1)a = (n+k-1)a



Pääsy Internetiin,fyysinen siirtomedia


Pääsy Internetiin

Modeemi56 kbps

DSLADSL (Asymmetric Digital Subsrciber Link): 8/1 Mbps,

ADSL2+: 24/1.4 Mbps (teoreettinen)

SHDSL (Symmetric High-Bitrate Digital Subsrciber Link): 44/44 Mbp

KaapelimodeemiTV, yleislähetys, down ~ 30 Mbps, up ~ 2 Mbps, 100-110 Mbps

Lähiverkko (Local Area Network)Ethernet: 10 Mbps /100 Mbps / 1 Gbps / 10 Gbps

Langaton yhteys@450: 1 Mbps

WLAN (WiFi, WiMax): 11 Mbps, 54 Mbps

WAP/GPRS, 3G/UMTS: 384 kpbs- ~2 Mbps


Siirtomedia

Tehtävä siirtää bittivirtaa laitteelta toiselleperäkkäissiirtoa (serial)

Kaapeloitu (guided media)kuparijohto, optinen kuitu, koaksiaalikaapeli

Langaton (wireless, unguided media)radioaallot, satelliitti, matkapuhelin

Tietovälineet?magneettinen levy/nauha, flash-muisti, optinen levysuuria tietomääriä kohtalaisella nopeudella …ei “always-on”


Eri siirtomedioita

Kierretty parijohto (twisted pair)KoaksiaalikaapeliValokaapeli (fiber optics)Sähkömagneettinen aaltoliike

RadioaallotMikroaallot

- Satelliitit

Infrapuna–aallot


Kierretty parijohto (twisted pair)

Kaksi eristettyä kuparijohtoa kierretty yhteenvähentää häiriöitä;kaapelissa yleensä useita

Yleisesti käytettypuhelinverkko (jo yli 100 vuotta), paikallisilmukka,rakennusten sisällä

Hintaan nähden hyvä suorituskykyuseita kilometrejä ilman vahvistintauseita Mbps - Gbps parin kilometrin matkallaADSL, nopeat lähiverkot ( useita Gbps)


Koaksiaalikaapeli

Kaksi sisäkkäistä kuparijohdintahyvä häiriösuoja

Suuret nopeudet1-2 Gbps 1-2 km –kaapelillapitkillä etäisyyksillä huonompi nopeus, vahvistettava

Kallista verrattuna parikaapeliin

KäyttöTV-kaapelit, (vanhat lähiverkot), aliverkkojen runkoverkoissa

Yleislähetys (shared medium)kaikki kytketyt laitteet huomaavat signaalin


Valokaapeli (fiber optics)

erittäin puhdasta kvartsia ja lasersäteitä1 km kuitua vaimentaa valoa vähemmän kuin 3 mm ikkunalasi

ei sähkömagneettisia häiriöitä

Internetin runkoverkko, puhelinverkotjopa 100 Gbps 30 km kaapelilla

Toiminta:lähetin (transmitter): laserdiodi/LED muuttaa sähköpulssit valoksi

välissä useita valokuitukimppuja (suojattu ulkoisilta vaurioilta)

vastaanotto (reciever)

- fotodiodi muuttaa valopulssit sähköpulsseiksi

- vasteaika ~ 1 ns => ~1 Gbps, WDM (Wavelength Division Multiplexing)

=> ~40Gbps

kohina haittaa, tarvitaan riittävän voimakas valo


Sähkömagneettinen aaltoliikeLangaton tietoliikenneMaanpäälliset kanavat

Satelliittikanavat

Tieto koodattu aaltoliikkeeseenamplitudi, taajuus, vaihe, ..

Käytössä laaja näkymättämän valon spektri… radioaallot, mikroaallot, infrapuna-aallot, …

Rajoituksiageneroitavuus / moduloitavuus

kuuluvuus /näkyvyys

vaarallisuus?


Radioaallot (~30 MHz .. 1 GHz)

Helppo generoida

Etenevät pitkiä matkoja vahvistamattaTunkeutuvat myös esteiden läpiEtenevät kaikkiin suuntiin

Rajallinen resurssiEtenevät laajalle, päällekkäisyys häiritsee=> Niukkuutta taajuuksissa, käyttö säänneltyä

KäyttöRadiopuhelin, Radio (AM), TV (VHF)


Mikroaallot ( 1 GHz … 40 GHz)

Etenevät suoraansietävät hyvin häiriöitäantenni /satelliitti on suunnattava

tunkeutuvuus pienempiheijastuksia: kiinteät esteet, sääilmiöt, esim. vesisade

pulaa taajuuksista => luvanvaraistaNMT: 450 MHz, GSM: 900 MHz, 1800 MHz

verkkojen perustaminen ‘halpaa’

KäyttöTV (UHF), radio (FM), puhelimet, satelliititWLAN: 2,4 GHz, 5 GHz


SatelliititMikroaallot

Maata kiertävällä radallaLEO (Low Earth Orbit) noin150-1500 km korkeudessaMEO (Middle Earth Orbit) yli 1500 km korkeudessa

GeostationäärisetGEO ( Geosynchronous Earth Orbit)geostationäärinen = pysyy maahan nähden paikallaannoin 36000 km korkeudessaEtenemisviive satelliitin ja maa-asemien välillä n. 250 ms

Maa-asemaTiedonsiirto mahdollista, kun maa-asema on kohdalla


Infrapuna–aallot ( ~300 GHz … 200 THz)

Etenevät suoraan, suunnattava

Huono tunkeutuvaisuusEivät siedä esteitä, lyhyet etäisyydetHeijastuksia

KäyttöKauko-ohjaimetJoissakin langattomissa lähiverkoissa

Ei tiukasti säädeltyä


Signaalin vahvistaminenSignaali (aalto tai pulssi) vaimenee ja vääristyykulkiessaan siirtomediassa

Vaimeneminen (attenuation)eri taajuudet heikkenevät eri tavoin, suuret enemmänViivevääristyminen (delay distortion)Eri taajuuksien komponentit etenevät hieman eri nopeuksilla jasaapuvat vastaanottajalle hieman eri aikaanErilaiset häiriöt: kohina, ylikuuluminen, heijastuminen, jneVahvistimet ja toistimeteri komponentteja vahvistettava eri tavoin

analoginen signaali vääristyy joka kerralla yhä enemmän ja enemmän

digitaalinen signaali on palautettavissa entiselleen



Viivettä

siirtotiellä


Etenemisviive (propagation delay)

Bitit (signaalit) etenevät siirtomediassamediasta riippuen noin 2/3 valonnopeudesta

Riippuu etäisyydestä ja hieman siirtomediastamerkitystä etenkin satelliittilinkeillä,myös pitkissä mannerten välisissä yhteyksissä

Valonnopeus on kattonopeus kaikelle liikenteelle~300.000 km/s

Etenemisviivettä ei yleensä tarvitse huomioida tällä kurssilla,ellei sitä ole erikseen mainittu tai kysytty.


Aika, jokakuluupaketinsiirtoonkolmenlinkin yli

aika

R R R RRlinkki1 linkki 2 linkki 3

etenemisviive

siirtoviive

Etenemisviive

Animaatio: http://wps.aw.com/aw_kurose_network_4/63/16303/4173750.cw/index.html


Viive reitittimessä

ProsessorointiviiveTarkista bittivirheet, hylkää virheelliset paketit

Tutki paketin otsake, selvitä reititystaulusta, mille linkille menossa

Jonotusviive (queuing delay)

joutuu odottamaan reitittimen puskureissa / jonoissa vuoroaan

Siirtoviive + etenemisviiveSiirtoviive = paketin lähettämiseen (linkille siirtämiseen) kuluva aika

etenemisviive = bittien etenemiseen linkillä kuluva aika

reititin

jonotusviive

prosessointiviive

siirtoviive

etenemisviiveRR



Protokolla,

protokollapino


Protokollien kerrostaminen

Protokolla = yhteyskäytäntöMitä sanomia, missä tilanteessa ja missä järjestyksessälähetetäänMiten saatuihin sanomiin reagoidaanSanomien syntaksi ja semantiikka

Protokollapino = protokollien kerrosrakenneToiminnot on jaettu kerroksiin

Järkevä kerrosjakoAlemman kerroksen toiminnot ovat ylemmän käytössä

Palvelu ja sen toteutus erotettuKukin protokolla toimii yhdellä kerroksella ja toteuttaa tämänkerroksen jonkin palvelun.

HTTP, SMTPTCP, UDPIP


Miksi kerrosrakenne?Monimutkaisuuden hallintaKerroksittainen viitemalli (reference model) helpottaaasiakokonaisuuksiin viittaamistaKullakin kerroksella omat selkeät tehtävänsäKerroksissa toteutuu omat ’lisä’toiminnotVoi käyttää olemassaolevia alemman kerroksen toimintojaKerrosten rajapinnat (interface) hyvin määriteltyjäKaksisuuntainen ’palveluluukku’: mitä tekee, kuinka on käytettävissäJoustavuusPino koottavissa erilaisista protokollistaKerroksen toteutusta voi muuttaa, kunhan rajapinnat ennalllaanJos kerroksia on paljon, se voi vaikuttaasuorituskykyynSama työ toistamiseen, esim. virhetarkistusKutsumekanismi: kopiointia paikasta toiseen, ..


Esimerkki: Lentoyhtiö

Ticket (complain)

Baggage (claim)

Gates (unload)

Runway (landing)

Airplane routingAirplane routing Airplane routing

Ticket (purchase)

Baggage (check)

Gates (load)

Runway (takeoff)

Airplane routing

departure airport arrival airportintermediate air-traffic control centers

ticket

baggage

gate

takeoff/landing

routing

protokollarajapinta Kurose, Ross: Fig. 1.18


Internet-protokollapino

1969: aluksi TCP ja IP samassa nipussa

1980: uusittu TCP, UDP ja IP

LähtökohdatTarve yhdistää monia hyvin erilaisia verkkoja

Vikasietoisuus

De-facto-standardiEnsin toimiva protokollatoteutus, sitten viitemalli

RFC-julkaisuja, standardeja

TulosKoneilla yksikäsitteiset IP-osoitteet

Pakettikytkentäinen verkko: IP-pakettien välitystä

Yhteydellinen (TCP) ja yhteydetön (UDP) palvelu.


Internet-protokollapino (2)

sanoma

segmentti

datagrammi (paketti)

kehys

bittivuo

Sovelluskerros(Application)

Kuljetuskerros(Transport)

Verkkokerros(Network)

Linkkikerros(Link)

Fyysinen kerros(Physical)

Protocol Data Unit (PDU):

5

4

3

2

1

Ohjelm

ialaitteistoa


Kerrosten tehtävät

Sovellus: verkkosovellusten omat protokollatHTTP, DNS, SMTP, FTP, ….

Kuljetus: sanomien siirto prosessilta prosessille(“päästä-päähän”)TCP, UDPsiirtää sanomien bittivirtaa segmentin kokoisina lohkoina

Verkko: pakettien reititys verkossa, siirtolähettäjäkoneelta vastaanottajan koneelleIP, reititysprotokollatmuodostaa segmenteistä paketteja, tarvittaessa pilkkoo pienemmiksi

Linkki: siirtää paketit kehyksinä kahden koneen välilläEthernet,WiFi, PPP

Fyysinen: generoi, siirtää ja vastaanottaa bittejä koneeltatoiselle

sovelluskuljetusverkkolinkkifyysinen


Sovellus:Kuljetus:Verkko:Linkki:

Fyysinen: 0101110…01

sanoma

sanomaH3

H3 sanomaH2

H2 H3 sanoH1

H1 H2 ma

Sovellus:Kuljetus:Verkko:Linkki:


sanoma

sanomaH3

H3 sanomaH2

H2 H3 sanoH1

H1 H2 ma

Verkko:Linkki:


H3 sanomaH2

H2 H3 sanoH1

H1 H2 ma

Linkki:


H2 H3 sanoH1

H1 H2 ma

Reititin Linkkitason kytkin

Kapselointi


ISO OSI-viitemalli7-kerroksinen malliISO = International Standardization OrganizationOSI = Open Systems Interconnectionyhdistää koneita, jotka ‘avoimia’ kommunikointiin toistenkanssaKäsitteellisesti ehjä malli,

1978 -> 1982 viitemalli

1983 -> toiminnallisia standardeja

1995 uudistuksia

mutta ei paljoakaan käytössäKatoavaa kansanperintettäkö?Vai vasta tulossa?

sovellus

kuljetusverkko

linkkifyysinen

esitystapa(presentation)istunto(session)


ISO OSI-viitemalliEsitystapakerros

Huolehtii tiedon esitysmuodostaTiedon esitystapa voi olla erilainen eri koneissaKäytettävästä siirtosyntaksista sopiminen

Muuttaa tiedon siirtosyntaksin mukaiseksiabstrakti tietorakenne (esim. henkilötietue) siirtomuotoon

Salaus ja tiivistys haluttaessa

IstuntokerrosJäsentää tietojen vaihtoa istunnossa

kommunikointitavasta sopiminen: kaksi- vai yksisuuntainenlähetysvuoronsäätely

Tahdistaa kommunikointia esim. tiedostonsiirrossaTahdistuspisteet: jos yhteys katkeaa, voi jatkaa siitä mihin jäi

Sama toiminnallisuus (+ paljon muuta) rakennettavissa TCP/IP-kerrosten päälle = väliohjelmistot (middleware)


Kertauskysymyksiä

Isäntäkone vs. reititin?Protokolla vs. palvelu?Vertaisverkkomalli vs. asiakas-palvelin malli?Fyysinen siirtomedia?Piiri- ja pakettikytkentä? Hyödyt ja haitat?Viipeet ja pakettien katoamisetInternet-protokollakerrokset ja niiden tehtävät?Miksi kerrosrakenne?Mitä protokollakerroksia eri laitteissa tarvitaan?

Ks . myös kurssikirja ss. 67-69.

Date post:	26-May-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	3 times
Download:	0 times

ja Internet - University of HelsinkiKaapeloitu(guided media) kuparijohto, optinen kuitu,...

Documents